生理学第五章呼吸课件

Respiration第五章本章要点：肺通气肺换气和组织换气气体在血液中的运输呼吸运动的调节呼吸过程肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程。一、肺通气的原理㈠肺通气的动力呼吸肌收缩和舒张第一节肺通气PulmonaryVentilation肺内压于大气压间压力差直接动力原动力（呼吸运动）胸廓扩大缩小肺扩大缩小呼吸运动：呼吸肌1.吸气肌：膈肌和肋间外肌吸气辅助肌：斜角肌、胸锁乳突肌等2.呼气肌:肋间内肌和腹肌吸气、呼气：吸气肌收缩(舒张)→胸廓扩大(回缩)→？肺被动扩张(缩小)→肺内压↓(↑)<(>)大气压→气体入(出)肺呼吸运动的型式:平静呼吸:

吸气主动，呼气被动。平稳，12~18次/分用力呼吸:吸气和呼气均为主动（吸气辅助肌）。按呼吸深度分:按参与的呼吸肌分:胸式呼吸、腹式呼吸混合式呼吸肺内压指肺泡内气体的压力肺内压随呼吸而发生周期性的变化:±1-2mmHg吸气末、呼气末=大气压肺内压气胸（二）肺通气的阻力

Resistanceofpulmonaryventilation包括:弹性阻力：肺、胸廓（70%）非弹性阻力：气道、惯性、粘滞（30%）1.弹性阻力和顺应性elasticresistanceandcompliance弹性阻力:外力作用使物体发生变形，具有对抗变形的回位力。顺应性:在外力作用下弹性组织的可扩展性(变形的难易程度)。容易扩张→顺应性大，弹性阻力就小不易扩张→顺应性小，弹性阻力就大C=1R图5-4充空气和充生理盐水时肺的顺应性曲线肺的弹性阻力肺组织的弹性回缩力(1/3)肺泡的表面张力(2/3)2.肺泡表面张力：肺泡内液-气界面作用：使肺泡缩小，构成吸气阻力根据Laplace公式：P=2T/r

(P肺泡液-气界面压强；T表面张力系数；r肺泡半径)肺表面活性物质pulmonarysurfactant生理意义：①有助于维持大小肺泡的稳定性②保持肺泡干燥（防止肺水肿）③增大顺应性，降低吸气阻力分泌：肺泡Ⅱ型成分:作用：降低表面张力分布：平铺在肺泡表面，与表面积成反比二软脂酰卵磷脂(DPPC)表面活性物质结合蛋白(SP)2、非弹性阻力影响气道阻力因素：气流速度：快，阻力大气流形式：层流阻力小，涡流阻力大气道口径（R=1/r4）影响气道口径因素跨壁压:气道内外的压差肺实质对气道外牵作用自主神经系统对气道平滑肌作用化学因素：惯性阻力粘滞阻力气道阻力(80~90%)组成(一)肺容积和肺容量二、肺通气功能的指标500ml（一）肺容积（pulmonaryvolume）

1.潮气量（TV）：

2.补吸气量（IRV）:肺容积:肺内气体的容积肺容量:肺容积中的两项或两项以上的联合气体量3.补呼气量（ERV）：4.余气量（RV）：900~1200ml1000~1500ml3.肺活量（VC）：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量＝潮气量+补吸气量+补呼气量

男性：3500ml女性：2500ml单位时间内呼出的气体量占用力肺活量的百分数如FEV1/FVC时间肺活量FEV1

用力肺活量（FVC）：尽力吸气后，尽力尽快呼气，所呼出的最大气体量。P142图5-74.肺总量：肺所能容纳的最大气体量=肺活量+余气量三、肺通气量和肺泡通气量1、肺通气量每分肺通气量=潮气量×呼吸频率（6-9L/min）最大随意通气量：约为150L/min

通气储备百分比≥93%定义：未能与血液进行气体交换气道空间

生理无效腔：解剖无效腔+肺泡无效腔解剖无效腔：鼻→终末细支气管约150ml肺泡无效腔：正常人接近02、无效腔和肺泡通气量每分肺泡通气量=(潮气量－无效腔气量)×呼吸频率=(500-150)×12=350×12=4.2L/min肺泡气体更新率=(潮气量－无效腔气量)/机能余气量=（500-150）/2500=1/7

肺换气与组织换气第二节一、气体交换的原理(一)气体的扩散1.气体的分压差:气体扩散的动力2.与分子量(MW)平方根成反比和溶解度(S)成正比

S/MW为扩散系数

CO2溶解度是O2的24倍,分子量略大于O2,故CO2扩散系数为O2的20倍。3.与扩散面积(A)成正比，与扩散距离(d)成反比4.与温度成正比。△扩散速率(diffusionrate,D):单位时间内气体扩散的容积3.通气/血流比值**：每分钟肺泡通气量和每分钟肺血流量之间的比值。即V/Q=4.2/5.0=0.84V/Q比值异常→肺换气效率↓→机体缺O2和CO2潴留主要表现为缺O2原因：①PO2下降程度＞PCO2升高程度②CO2扩散比O2快，不易潴留③PO2↓，PCO2↑→(+)呼吸↑→利于CO2排出整个肺脏的V/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；正常生理情况下，人直立时从肺底到肺尖，V/Q比值逐渐↑。第三节气体在血液中的运输物理溶解（量少）、化学结合（量多）气体→溶解→化学结合→溶解气体O2、CO2在血液中的存在形式动脉血(ml/100ml)静脉血(ml/100ml)物理溶解化学结合合计物理溶解化学结合合计O2CO20.312.5320.046.420.3148.930.112.9115.250.015.3152.91动态平衡一、氧的运输物理溶解：1.5%化学结合：98.5%(一)Hb分子结构一个珠蛋白和四个血红素反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响。紫绀Cyanosis

：当血液中去氧Hb含量达5g/100ml以上，皮肤、粘膜呈紫蓝色（示机体缺O2）CO中毒:造成缺氧；HbCO呈樱桃红色。2.是氧合，非氧化。3.1分子Hb可以结合4分子O2(二)Hb与O2结合的特征**Hb+O2

HbO2PO2↑PO2↓(去氧Hb：紫蓝色)(氧合Hb：鲜红色)去氧Hb：紧密型(T型)氧合Hb：疏松型(R型)

Hb+O2结合的最大量——Hb氧容量20.1ml/100ml100ml血Hb+O2结合的实际量——Hb氧含量氧含量⁄氧容量的%——Hb氧饱和度4.Hb与O2的结合或解离曲线呈S形(三)氧解离曲线*：表示血液PO2与Hb氧饱和度关系氧解离曲线特点及生理意义**⑴上段：

PO260～100mmHgHb与O2结合的部分意义：PO2的变化对Hb氧饱和度影响不大，利于肺换气，不发生明显的低氧血症。（1）特征：曲线平坦PO2在60-lOOmmHg时，①高原、高空PO2↓明显而Hb结合O2量变化不大；②轻度呼衰病人肺泡气PO2↓明显而Hb结合O2量变化不大。对高原适应或有轻度呼吸机能不全的人均有好处下段上段（2）⑵中段：PO2

40~60mmHgHbO2释放O2的部分特征：曲线较陡意义:维持正常时组织氧供⑶下段：PO215～40mmHgHbO2与O2解离的部分特征：曲线最陡意义：利于组织细胞摄取氧（3）PO2在6OmmHg以下时，

曲线逐渐变陡PO2为40-lOmmHg时，

曲线更陡下段上段有利人体的组织摄氧(四)影响氧解离曲线的因素1.P50：使Hb氧饱和度达50%的PO2，正常为26.5mmHg。P50(Hb与O2的亲和力)1.pH和PCO2pH值↓PCO2↑→Hb与O2亲和力↓P50↑，氧离曲线右移1）机理-波尔效应H+↑→R型T型→Hb与O2亲和力↓2）波尔效应的意义

肺Cap：

血PCO2↓，[H+]↓，氧离曲线左移，利于Hb与O2的结合。组织Cap：血PCO2↑，氧离曲线右移，促使Hb结合O2释放。2.温度温度↑→H+活度↑→Hb与O2亲和力↓→P50增大，曲线右移3.2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）意义：缺氧时促使O2的释放。缺氧→2,3-DPG↑H+↑R型T型Hb与O2亲和力↓P50↑，曲线右移意义：代谢活跃→温度↑、CO2↑、乳酸等酸性产物↑释放更多的O2供组织利用二、二氧化碳的运输(一)运输形式HbNH2O2＋H+＋CO2HHbNHCOOH＋O2在组织在肺物理溶解:5%化学结合:95%碳酸氢盐(88%) 氨基甲酰血红蛋白(7%)（二）CO2解离曲线

血中CO2含量与Pco2关系的曲线何尔登效应Hb与O2结合可促使CO2释放，去氧的Hb容易与CO2结合呼吸是一种由呼吸肌舒缩完成的节律性运动耗O2量,CO2产量∝运动程度∝新陈代谢呼吸深度

肺通气量呼吸频率呼吸节律的形成肺通气量与代谢水平相适应神经系统的调节第四节呼吸运动的调节RespiratoryRegulation一、呼吸中枢与呼吸节律的形成(一)呼吸中枢１．基本节律中枢

－延髓２．呼吸调整中枢

－脑桥上部３．呼吸随意控制－高位脑中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群脑桥呼吸调整中枢延髓脊髓(二)呼吸节律形成的机理

1.起步细胞学说延髓内具有起步样节律兴奋的神经元2.神经元网络学说延髓神经元之间的相互联系和相互作用二、呼吸的反射性调节(一)肺牵张反射：由肺扩张或肺萎陷引起的吸气抑制或兴奋的反射1.肺扩张反射：肺扩张时抑制吸气的反射肺扩张→肺牵张感受器传入冲动↑→迷走N→兴奋吸气切断机制→切断吸气，转为呼气2.肺缩小反射：肺萎陷时引起吸气活动的反射

肺萎陷→肺牵张感受器传入冲动↓→迷走N→延髓→对吸气神经元抑制解除→产生吸气3.生理意义：调节呼吸频率，阻止吸气过深过长，促使吸气转为呼气（不参与人类平静呼吸的调节）

三、化学感受性反射调节化学因素：动脉血或脑脊液PO2、PCO2、H+浓度调节方式：负反馈意义：维持内环境的相对稳定(一)化学感受器

1.外周感受器：颈、主动脉体适宜刺激：血液中PO2、PCO2、H+

2.中枢感受器：不同于呼吸中枢的影响呼吸的化学感受区位置：延髓腹外侧浅表部适宜刺激：脑脊液中或局部细胞外液中H+

作用：呼吸加深加快中枢化学感受器外周化学感受器⑴对H+变化敏感对PO2、PCO2、H+、作用敏感⑵潜伏期长无明显潜伏期⑶维持CNSPH值稳定机体低O2是维持对呼吸的驱动(二)CO2、H+和O2对呼吸的调节1.CO2影响：CO2是调节呼吸的经常起作用的生理性化学因素吸入气中CO2浓度达1%呼吸加深吸入气中CO2浓度达4%呼吸加深加快吸入气中CO2浓度＞7%头痛、头昏吸入气中CO2浓度>15~20%、呼吸抑制，昏迷—CO2麻醉PC